基于586E控制器中壓共軌柴油機(jī)實驗平臺電控單元的設(shè)計.pdf

1、伴隨著科技的迅猛發(fā)展，上世紀(jì)80年代以來以計算機(jī)為電控單元的電控技術(shù)在柴油機(jī)上應(yīng)用并逐漸形成了現(xiàn)代柴油機(jī)電控系統(tǒng)。電子控制柴油機(jī)(簡稱電控柴油機(jī))是將現(xiàn)代電子技術(shù)、計算機(jī)技術(shù)、自動控制技術(shù)等應(yīng)用于柴油機(jī)領(lǐng)域，實現(xiàn)機(jī)電一體化的產(chǎn)物。它可改善柴油機(jī)性能和降低油耗，實現(xiàn)節(jié)能、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行；降低有害排放，減少環(huán)境污染，使之滿足環(huán)保法規(guī)的要求，實現(xiàn)工況監(jiān)測與故障診斷自動化。目前電控柴油機(jī)已成為柴油機(jī)發(fā)展的重要方向和必然趨勢。而在國內(nèi)，由于缺乏相關(guān)技術(shù)

2、開發(fā)與投入，柴油機(jī)電子控制領(lǐng)域技術(shù)水平還不高，因此開展柴油機(jī)電子控制技術(shù)的研究具有十分重要的意義。本文結(jié)合武漢理工大學(xué)柴油機(jī)電子控制課題組的前期工作，以中壓共軌電控柴油機(jī)綜合試驗臺為對象，研制了一套針對實驗臺架的電控單元原型和與之匹配的監(jiān)控系統(tǒng)，為電控柴油機(jī)的研究建立一個良好的平臺。 本文首先介紹了監(jiān)控對象——中壓共軌柴油機(jī)綜合試驗臺的結(jié)構(gòu)、原理及工作特點(diǎn)，著重分析了電控單元和監(jiān)控系統(tǒng)的工作原理及要求。在電控單元的硬件選型上，針

3、對各傳感器件進(jìn)行了比較、選型和測試，同時根據(jù)其工作要求和信號的特點(diǎn)設(shè)計了相應(yīng)的信號調(diào)理電路；在驅(qū)動電路設(shè)計方面，結(jié)合共軌油壓調(diào)節(jié)閥的工作特點(diǎn)，設(shè)計了隔離驅(qū)動電路，經(jīng)過實際測試，表明該電路具有良好的線性度和隔離驅(qū)動能力。在底層控制器方面，選擇美國的586E高性能嵌入式開發(fā)平臺作為電控單元的控制器，化結(jié)合“前景/背景”軟件結(jié)構(gòu)的方法，電控單元控制軟件在設(shè)計方面采用模塊大幅度地提高控制軟件開發(fā)的效率，同時也滿足電控系統(tǒng)所要求的實時性和可靠性。

4、在上位監(jiān)控系統(tǒng)軟件設(shè)計方面，采用美國NI公司開發(fā)的圖形化編程工具——LabVIEW搭建了監(jiān)測平臺，實現(xiàn)了數(shù)據(jù)的實時動態(tài)監(jiān)測、顯示和存儲；控制器與監(jiān)測器之間的數(shù)據(jù)交換采用RS232串行數(shù)據(jù)通信模式，在傳輸過程中設(shè)置了相應(yīng)的自定義的握手協(xié)議，確保了數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃浴?通過理論分析、設(shè)計開發(fā)和試驗可以證明：該電控單元原型能夠滿足在中壓共軌柴油機(jī)試驗臺上的工作要求，具有良好的可靠性和可擴(kuò)展性，其控制時序精度達(dá)到0.1毫秒，同時與之匹配的